Звіт про науково-дослідну роботу: “Розробка атомно-спектрометричних та хімічних методик аналізу елементного та фазового складу неорганічних нанопорошків, та нанокомпозитних матеріалів, математичне моделювання фізико-хімічних процесів при аналізі і синтезі наноматеріалів”

Abstract

МЕТА РОБОТИ – розробка атомно-спектрометричних та фізико-хімічних методів аналізу матеріалів на базі вивчення основних фізико-хімічних процесів, які виникають при дії на матеріали високих температур, взаємодії с плазмою розрядів, а також взаємодії з киснем, вуглецем та іншими компонентами. Уточнена формула для розрахунку абсолютних швидкостей реакцій. Показано, що послідовне дотримання принципів квантової механіки призводить до визначення частотного коефіцієнта з співвідношення невизначеності Гейзенберга для енергії. На прикладі розрахунку швидкості випаровування ряду тугоплавких металів і показані можливості знайденої формули. Розроблено математичну модель процесу утворення конденсатів при електронно-променевому випаровуванні та конденсації бінарних металевих систем. Модель включає розрахунки кінетики росту і структури кінетичним методом Монте-Карло та розрахунки процесів масо-переносу. На прикладі системи Сu-Сr показано, що при певних умовах в системі виникають автоколивальний, аперіодичний або стохастичний режими конденсації, що призводить до появи шаруватих структур із складною ієрархією товщ шарів від нанометричних до макроскопічних. Проведено комплексний хімічний аналіз та вивчені фізико-хімічні властивості нанорозмірних частинок турбостратного ВN, розроблені методики визначення В, N, О у нанорозмірних порошках ВN, Н та С в нанопорошках ВN графітоподібної, вюрцитної та сфалеритної структури. Створено метод розрахунку площі нанорозмірних частинок турбостратного ВN графітоподібної структури. Досліджені окислені вуглецевих наноформи у В4С. Розширена та уточнена комп'ютерна база даних по ефективних константах рівноваги реакцій утворення іонних кластерів в плазмі жевріючого розряду, створено атлас молекулярних інтерференцій при аналізі бінарної системи Сu-Мо. Розроблена і експериментально перевірена математична модель процесів у плазмі іскрового розряду в повітрі. Розраховано параметри плазми та їх вплив на інтенсивності їх спектральних ліній при аналізі алюмінієвих сплавів. Результати НДР упроваджені в процес розробки нових матеріалів.